Phát triển giống lúa giàu vitamin B1
Một nhóm nghiên cứu từ UNIGE, cùng với ETH Zurich và NCHU ở Đài Loan, đã phát triển một giống lúa giàu vitamin B1.
Vitamin B1 là một vi chất dinh dưỡng cần thiết cho con người. Thiếu hụt vitamin B1 dẫn đến nhiều bệnh về hệ thần kinh và tim mạch. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Geneva (UNIGE), đã phối hợp với các nhóm tại Viện Công nghệ liên bang Thụy Sĩ (ETH Zurich) và Đại học Quốc gia Chung Hsing (NCHU) của Đài Loan đã phát triển một loại gạo giàu vitamin B1.
Bằng cách nhắm mục tiêu cụ thể vào các mô nuôi dưỡng của hạt gạo, các nhà khoa học đã tăng cường đáng kể hàm lượng vitamin B1 mà không ảnh hưởng đến năng suất của cây lúa. Điều này có thể góp phần giải quyết một vấn đề sức khỏe cộng đồng lớn ở những vùng sử dụng gạo làm lương thực chính. Họ đã công bố kết quả trên Plant Biotechnology Journal.
Cơ thể người không thể tự sản xuất hầu hết các loại vitamin nên cần
được cung cấp qua chế độ ăn uống. Khi chế độ ăn uống đa dạng, nhu cầu vitamin sẽ được đáp ứng. Nhưng ở những nơi ngũ cốc như gạo là nguồn thực phẩm chính hoặc thậm chí là duy nhất thì tình trạng thiếu hụt vitamin rất phổ biến. Điều này đặc biệt đúng với vitamin B1 (thiamine), sự thiếu hụt vitamin này sẽ gây ra nhiều bệnh về thần kinh và tim mạch, chẳng hạn như bệnh beriberi.
Vitamin B1 trong gạo bị mất đi trong quá trình chế biến
Lúa là cây trồng chính của một nửa dân số thế giới, đặc biệt ở các quốc gia nhiệt đới ở châu Á, Nam Mỹ và châu Phi. Hạt gạo có hàm lượng vitamin B1 thấp, và các bước chế biến như đánh bóng (tức là loại bỏ cám bằng cách mài các lớp bên ngoài) thậm chí còn làm giảm hàm lượng vitamin B1 hơn nữa, loại bớt đến 90%. Điều này khiến tình trạng thiếu vitamin B1 đã tồn tại lâu nay càng thêm trầm trọng.
Phòng thí nghiệm của Teresa Fitzpatrick, giáo sư tại Khoa Khoa học Thực vật, Trường Khoa học (UNIGE), chuyên về quá trình sinh tổng hợp và phân hủy vitamin ở thực vật. Nhóm của cô, phối hợp với một nhóm từ ETH Zurich và NCHU của Đài Loan, tập trung vào việc cải thiện hàm lượng vitamin B1 trong nội nhũ của gạo, tức là mô nuôi dưỡng tạo nên phần lớn hạt gạo.
“Những nỗ lực trước đây của các nhóm nghiên cứu khác đã thành công trong việc tăng hàm lượng vitamin B1 trong lá và cám – lớp ngoài của hạt gạo – nhưng không thành công trong hạt gạo. Trong nghiên cứu này, chúng tôi hướng đến mục tiêu tăng hàm lượng vitamin B1 trong nội nhũ”, Teresa Fitzpatrick, tác giả đầu tiên của nghiên cứu, giải thích.
Các nhà khoa học đã tạo ra các dòng lúa biểu hiện gene cô lập vitamin B1 một cách có kiểm soát trong các mô nội nhũ. Sau khi trồng trong nhà kính, thu hoạch và đánh bóng hạt gạo, họ nhận thấy hàm lượng vitamin B1 trong hạt gạo từ những giống lúa này đã tăng lên.
Sau đó, họ đã gieo các giống lúa này trên một cánh đồng thử nghiệm ở Đài Loan trong vài năm. Từ quan điểm nông học, các đặc điểm của cây lúa biến đổi gene và không biến đổi gene đều giống nhau. Chiều cao cây, số thân trên cây, trọng lượng hạt và khả năng sinh sản đều tương đương nhau.
Mặt khác, hàm lượng vitamin B1 trong hạt gạo sau giai đoạn đánh bóng cao gấp 3 đến 4 lần ở các dòng cải tiến. Do đó, sự biến đổi này cho phép tích lũy vitamin B1 mà không ảnh hưởng đến năng suất.
“Hầu hết các nghiên cứu kiểu này được thực hiện với cây trồng trong nhà kính. Thực ra, chúng tôi có thể trồng các giống cây này trong điều kiện thực tế. Sự biểu hiện của gene chỉnh sửa ổn định theo thời gian mà không có bất kỳ đặc tính nông học nào bị ảnh hưởng, rất hứa hẹn,” Wilhelm Gruissem, giáo sư tại ETH Zurich, cho biết.
Một bát gạo nặng 300 gam từ giống lúa này cung cấp khoảng 1/3 lượng vitamin B1 được khuyến nghị hằng ngày cho người lớn. Để hướng đến mục tiêu tăng cường hàm lượng vitamin B1 cho các loại cây trồng, bước tiếp theo là áp dụng phương pháp này trên các giống thương mại. Tuy nhiên, người ta sẽ phải thực hiện các bước quản lý liên quan đến gia tăng dinh dưỡng cho cây trồng bằng kỹ thuật di truyền trước khi đưa các loại cây này vào canh tác. □
Thanh An dịch
Nguồn: https://phys.org/news/2024-04-scientists-biofortified-rice-combat-nutrient.html
Bài đăng Tia Sáng số 8/2024
